第1章
绪论

无人系统是用于替代人类而研制开发的各类系统。自古以来，人类创造了各种不同类型的无人系统。随着人类知识的增长，无人系统的技术水平也逐渐提高。特别是随着人工智能技术的出现，无人系统从最初的机械装置，逐步发展为具有感知的，进一步探索且拥有智能的系统。机器人的发展历史就是由第一代的工业机器人，到第二代具有感知的机器人，再到第三代的智能机器人。随着新一代人工智能的兴起，各种形态的智能无人系统不断涌现，快速发展，而且不断推动着新一轮产业革命的到来。

智能无人系统主要以海、陆、空自主无人运载操作平台，复杂无人生产加工系统以及无人化作战平台等为典型对象，深入研究智能自主无人系统的总体技术，包括架构与平台设计以及标准定义；研究智能无人系统的关键技术，包括在非结构化环境中的智能感知识别、多智能无人系统的协调规划与冲突消解、复杂环境的智能控制等。应用示范内容包括无人车、无人机、服务机器人、空间机器人、海洋机器人、无人车间／智能工厂等领域以及智能无人系统共性应用技术。

智能无人系统是能够通过先进的技术进行操作或管理而不需要人工干预的人工系统。它是新一代人工智能的重要组成部分之一，也将成为人工智能发展的标志性成果。智能无人系统是由机械、控制、计算机、通信、材料等多种技术融合而成的复杂系统，人工智能无疑是发展智能无人系统的关键技术之一。自主性和智能性是智能无人系统最重要的两个特征，利用人工智能的各种技术，如图像识别与理解、学习和推理、人机交互、智能决策、协同控制等技术，是实现和不断提高智能无人系统这两个特征的最有效方法。

与传统无人系统相比，智能无人系统的研究内容更加宽泛。在我国发布的《新一代人工智能发展规划》中指出：“自主无人系统的智能技术。重点突破自主无人系统计算架构、复杂动态场景感知与理解、实时精准定位、面向复杂环境的适应性智能导航等共性技术，无人机自主控制以及汽车、船舶和轨道交通自动驾驶等智能技术，服务机器人、特种机器人等核心技术，支撑无人系统应用和产业发展。”针对高精度、高机动、强实时、高可靠等高性能需求，研制智能无人系统，体现新一代人工智能（基于大数据智能、群体智能、感知和跨媒体智能、混合智能、自主智能等）的前瞻性，并带动新一代人工智能的研究。与此同时，各种类型的智能无人系统的相继出现，它们将对人类生活和社会产生显著的影响。智能无人系统智能化水平提高将更能够体现人类特征，更接近人类水平，在某些智能方面已经难以区分人与机器。因而可以大力推进科技与经济的快速发展、进一步提高人类的生活质量。

智能无人系统产业将成为世界经济进步的新的引擎，引领智能产业与智能经济的发展。随着智能无人系统领域的快速发展，自动驾驶车、无人机、服务型机器人、智能工业机器人、空间机器人、海洋机器人、无人船、轨道交通自动驾驶、无人车间／智能工厂等领域都取得了巨大进步，不仅推动了相关产业的发展，而且在逐渐改变着社会生活的方方面面。特别是在智能无人系统领域发展的同时，进一步在实现人机融合，努力将机器智能与人类智能相结合，以达到弥补人类感官、运动缺陷，让人机融合系统实现机器所不能实现的高智能认知与决策等人类特有的能力。

21世纪以来，随着人工智能技术的发展，人们已经在预测未来智能无人系统对人类社会的改变。在斯坦福大学发布的关于人工智能百年研究的首份报告《2030年的人工智能与生活》中针对智能无人系统中典型代表之一家用机器人指出：“过去十五年中，机器人已经进入了人们的家庭。但应用种类的增长慢得让人失望，与此同时，日益复杂的人工智能也被部署到了已有的应用之中。人工智能的进步常常从机械的革新中获取灵感，而这反过来又带来了新的人工智能技术。未来十五年，在典型的北美城市里，机械和人工智能技术的共同进步将有望增加家用机器人的使用和应用的安全性和可靠性。特定用途的机器人将被用于快递、清洁办公室和强化安全，但在可预见的未来内，技术限制和可靠机械设备的高成本将继续限制狭窄领域内应用的商业机会。至于自动驾驶汽车和其它新型的交通机器，创造可靠的、成熟的硬件的难度不应该被低估。”

总之，智能无人系统的发展将成为新一代人工智能领域的热点之一，它将成为新一轮产业革命的重要驱动力。它也会成为我国赶超国际先进水平，在不远的将来引领新一代人工智能发展的重要方向。因此，快速提升我国智能无人系统领域的基础理论和关键技术水平，推进智能无人系统产业化，将是发展我国新一代人工智能技术重大任务和挑战。 wXNnK687X7MK5y68nXn/vrgc2yewuGXvZKKaH6xLFRokS7pAh4KKzDLswygrpXXC